[論文レビュー] The Low Excitation Planetary Nebulae HuDo 1 and HuBi 1 and their [WC10] Central Stars

M. Peña|Redalyc (Universidad Autónoma del Estado de México)|Jun 17, 2005

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、高分解能および低分解能分光法を用いて、低励起状態の星雲HuDo 1およびHuBi 1とその[WC10]中心星を分析した。両中心星が[WC10]型に該当することが確認され、HuBi 1は明るさが低く、質量も小さく、ゆっくりと進化する星を取り巻く低密度でヘリウム豊富な星雲であることが判明した。また、[WC10]星は有効温度が類似しているにもかかわらず、固有の明るさや質量に広範なばらつきを示すことが示された。

ABSTRACT

Low- and high-resolution spectra of the planetary nebulae HuDo 1 and HuBi 1, around [WC-late] stars, are analyzed. The objects belong to the galactic disk, with heliocentric radial velocities of -12 km/s (HuDo 1) and 57 km/s (HuBi 1). C(Hbeta) reddening values are of 2.04 for HuDo 1 and 1.22 for HuBi 1. Plasma line ratios are used to estimate physical conditions and abundances. We find log (O/H)+12 = 8.43 and 8.57, and N/O = 0.2 and 0.1 for HuDo 1 and HuBi 1 respectively. HuBi 1 is the only PN excited by a very late [WC] star showing intense nebular HeI recombination lines. From the stellar lines we derive a [WC 10] type for both stars, although HuBi 1 central star should be slightly hotter for providing a large amount of He^0 ionizing photons. Nebular and stellar parameters of HuDo 1 and HuBi 1 are compared with those of other [WC 10] objects, concluding that the stars of HuDo 1 and HuBi 1 should be intrinsically fainter. In particular HuBi 1 seems a low-density evolved nebula around a low-mass slowly-evolving star.

研究の動機と目的

• 低励起状態の星雲HuDo 1およびHuBi 1の中心星のスペクトル型および物理的性質を特定すること。
• これらの系における電子密度、温度、元素同位体比を含む星雲の物理的状態を評価すること。
• 星雲および星のパラメータを他の既知の[WC10]対象と比較することで、[WC10]中心星の進化状態を調査すること。
• HuBi 1が低密度で直径が大きな星雲を示すが、これは再発的星雲（born-again planetary nebula）であるか、低質量でゆっくりと進化するpost-AGB星の産物である可能性を検証すること。

提案手法

• HuDo 1およびHuBi 1の高分解能および低分解能分光観測を、メキシコのアストロノミカル観測所で実施した。
• 最新の定量的基準を用いて星のスペクトル分類を実施し、両中心星が[WC10]型に該当することを確認した。
• 星雲のライン比を用いて電子密度、温度、イオン体積比を導出し、C(Hβ)値を用いて赤方偏移補正を実施した。
• 同位体比分析では、O/H、N/O、He/H比を決定し、特にHuBi 1におけるHe I再結合ラインに注目した。
• 観測された放射度とモデル大気モデルを比較することで、中心星の全放射光度および質量を推定した。HuBi 1の距離を6.8 kpcと仮定した。
• 他の[WC10]星雲と比較することで、進化の傾向および固有明るさの分散を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最新の定量的分類基準を用いた場合、HuDo 1およびHuBi 1の中心星の真のスペクトル型は何か？
• RQ2 HuBi 1は強力なHe I再結合ラインを示し、ヘリウム豊富な星雲であるが、他の[WC10]星雲では同様の特徴が見られないのはなぜか？
• RQ3 [WC]型と星雲密度の関係に照らして、電子密度および動的年齢の星雲物理的状態は、予想されるものと一致するか？
• RQ4 有効温度が類似しているにもかかわらず、HuDo 1およびHuBi 1の中心星が他の[WC10]星よりも固有の明るさが低いのはなぜか？
• RQ5 HuBi 1は再発的星雲であるか、それとも低質量でゆっくりと進化するpost-AGB星の産物であるか？

主な発見

• HuDo 1およびHuBi 1の中心星はいずれも[WC10]（特徴的）型に分類され、[WC]星の中で最も低温に属する星として確認された。
• HuBi 1は強力なHe I再結合ラインを示し、ヘリウム豊富な星雲であることが判明した。これは、[WC10]星雲の中でこのような特徴を示す唯一の例である。
• HuBi 1の星雲におけるO/H比はlog(O/H)+12 = 8.57、HuDo 1では8.43であり、銀河ディスク星雲の典型的な値と一致する。
• N/O比はHuBi 1で0.1、HuDo 1で0.2であり、わずかに典型的値より低く、太陽に近い同位体比パターンと整合的である。
• HuBi 1の電子密度は約10^3 cm^-3であり、[WC]型と密度の一般的な関係から外れており、これは低質量でゆっくりと進化するpost-AGB系である可能性を示唆している。
• HuBi 1の中心星は他の[WC10]星と比べて固有の明るさが低く、質量が小さいことが示唆され、[WC10]星がpost-AGB段階で広範な質量分散を示す可能性を支持する。